Analiza dynamiczna i modelowanie MES łańcucha tensegrity

W pracy analizujemy konkretny układ okresowy składający się z dwóch różnych struktur tensegrity i dwóch różnych mas (konstrukcja dwuatomowa), które działają jak oscylatory (lub rezonatory); stworzono metakonstrukcję o nazwie "łańcuch tensegrity", która jest w stanie powstrzymać transmisję fal w zakresie od 1 Hz do 10 Hz.

Praca skupia się na modelowaniu numerycznym MES układu tensegrity typu łańcuch-frame, przy użyciu programu RFEM 5 z modułem dodatkowym RF‑DYNAM Pro firmy Dlubal Software.

W szczególności przeanalizowano przykład zastosowania, w którym łańcuch jest zaprojektowany tak, aby wstrzymywać transmisję sygnału w odpowiednich pasmach częstotliwości, w szczególności dla zakresu od 1 Hz do 10 Hz, w celu sejsmicznej izolacji obiektu zewnętrznego. Tworzoną konstrukcję można zdefiniować jako jednokierunkowy izolator sejsmiczny, w którym wewnętrzny zespół elementów drga, a zewnętrzny jest izolowany.

Proponowane zastosowanie obejmuje wykorzystanie kabli połączonych z belką w celu utrzymania ciężaru mas wewnętrznych i zewnętrznych oraz umożliwienia ruchu wzdłużnego mas. Ponadto jeden koniec łańcucha jest sztywno połączony z podłożem, podczas gdy drugi koniec jest utrzymywany przez słup wsparty na cylindrycznych stalowych rolkach, które umożliwiają przesuwanie się w poziomie. W szczególności, składowe łańcucha tensegrity to masa rezonansowa 64 kg, masa macierzysta 1,01 kg, sztywność dwóch graniastosłupów tensegrity zwanych „smukłymi graniastosłupami i przysadzistymi graniastosłupami” wynosi 𝑘ℎ = 3 388,13 N/m (suma dwóch smukłych graniastosłupów) i 𝑘𝑟 = 1994,64 N/m.

Konstrukcja ta demonstruje efektywność jednokierunkowego izolatora sejsmicznego w transmisji sygnału na przykładzie rzeczywistego zastosowania.